Устройство для обучения и контроля глубины знаний обучаемых

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 89999 А 2 и у) (1 51)5 6 09 В 9/О ОПИСА ТЕНИЯ ИЕ К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВУ 2 0 О. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССР .М 1072085, кл, 6 09 В 7/02, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ГЛУБИНЫ ЗНАНИЙ ОБУЧАЕМЫХ(57) Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и предназначенодля обучения и контроля глубины знанийобучаемых при их подготовке к действиям всложных условиях обстановки, в частности при жестком лимите времени нэ принятие решения, в качестве операторов специальных технических систем, Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства, Устройство содержит блоки 1, 2, 10, 23 ввода ответов, кодирования, регистрации, индикации, коммутатор 3 ответов, переключатель 4 вопросов, преобразователи 14 кода ответов, .формирователи 12 и 13 импульсов блокировки повторного ввода ответов, импульсов сброса злементов ответа, генератор 15 тактовых импульсов, триггер 16, элемент НЕ 19, два счетчика 20 и 21 импульсов и элементы И 17 и 18.1 ил,Изобретениеотносится к автоматике и вычислительной технике- и предназначейо для обучения и контроля глубины знаний обучаемых при их подготовке к действиям в сложных условиях обстановки (жестком лимите времени на принятие решения) в качестве операторов специальных технических систем.Известно.устройство для оценки деятел ьносй операторов, содержащее первую группу сумматоров, входы которых являются информационными входами устройства, вторую группу сумматоров, делители сумматора и блоки задания зоны регулирования параметров, входы которых подключены соответственно к первым входам соответствующих делителей и сумматоров второй группы, ограничители амплитуды, входы которых соединены с выходами соответствующих сумматоров первой группы; а выходы подключены к вторым входам соответствующих делителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого подключен к информационному входу интегратора и первому входу индикатора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, вход запуска которого является управляющим входом устройства, усилители и блоки определения полярности сигналов; входы которых подключены к выходам сумматоров первой группы, а выходы соединены соответственно с первым и вторым информационными входами соответствующих усилителей, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих сумматоров второй группы, а управляющие входы являются входами начальной установки устройства,Недостатком известного устройства яявляется его ограниченные функциональные возможности, отсутствие возможности достоверного контроля и дифференцированной оценки глубины знаний обучаемых при их подготовке к действиям в сложных условиях обстановки (жестком лимите времени) в качестве операторов специальных технических систем.Известно также обучающее - контролирующее устройство, содержащее блок ввода ответов, один выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второй выход которого подключен к первому выходу блока памяти, адресный вход которогоподключен к выходу блока задания режимов работы, коммутатор, индикатор результатов и индикатор оценки, дешифратор, блок ввода заданий, вход которого соединен с выходом блока задания режимов работы, а выход - с входом дешифратора; формирователь команд, входы которого45 50 ду блока кодирования, выход которого подключен к объединенным входам формирователя кода ответов и коммутатора ответов, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого присоединен к выходу формирователя кода ответов, выход блока сравнения соединен с входом блока памяти, выход которого подключен к соединенным входам формирователей сигналов правильного и неправильного ответов, выходы которых подключены к соответствующим входам блока регистрации оценки, выход переключателя вопросов подключен к второму входу формирователя кода ответов, выход переключателя режимов работы подсоединен к подключены к соответствующим выходам дешифратора, а первый и второй выходы - к первому и второму входам блока ввода ответов соответственно, и второй блок срав нения, первый вход которого соединен свыходом коммутатора, второй вход - с вторым выходом блока памяти, а третий вход - с третьим выходом формирователя команд, подключенным к управляющему входу ком- "0 мутатора, входу опроса блока памяти и первому входу индикатора результатов, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, третий вход - с третьим выходом блока памяти, а четвертый вход - с 15 вторым выходом блока ввода ответов, подключенным к информационному входу коммутатора, вход индикатора оценки соединен с выходом первого блока сравнения.20 Недостатком известного устройства является его ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием возможности достоверного контроля и дифференцированной оценки глубины знаний 25 обучаемых при их подготовке к действиям вкачестве операторов специальных технических систем в сложных условиях обстановки (жестком лимите времени) при получении группой обучаемых равных оценок, З 0 Из известных устройств наиболее близким по своей технической сущности является устройство для обучения и контроля знаний обучаемых, содержащее блок ввода ответов, блок кодирования, коммутатор отЗ 5 ветов, переключатель вопросов, преобразователи кода ответов, включающие формирователь кода ответов, блок сравнения, блок памяти, формирователи сигналов правильного и неправильного ответа, блок 40 регистрации, переключатель режимов работы, формирователь импульсов блокировки повторного ввода ответов и формирователь импульсов сброса элементов ответа, причем выход блока ввода ответов подключен к вхо 1789999третьему входу блока сравнения, выход формирователя импульсов блокировки повторного ввода ответов подключен к соединенным между собой управляющему входу блока памяти и входу формирователя импульса сброса элементов ответа, выход которого подключен к входу сброса блока памяти.Недостатком данного устройства, принятого за прототип, являются его ограниченные функциональные возможности, объясняемые отсутствием возможности достоверного контроля и оценки глубины знаний обучаемых при их подготовке к действиям в качестве операторов специальных технических систем при жестком лимите времени на принятие решения (ответ) по каждой возникающей ситуации (вопросу),Действительно, ввод вопросов преподавателем и выдача ответов обучаемым производятся последовательно переключателем вопросов и коммутатором ответов, временной интервал между постановкой вопроса и выдачей ответа при этом не регистрируется и не оценивается, что не позволяет оценить глубину усвоения материала каждым из обучаемых в случае получения группой обучаемых одинаковых оценок,Таким образом, схема устройства для обучения и контроля глубины знаний обучаемых определяет его ограниченные функциональные возможности не позволяя оценить глубину знаний обучаемых и оперативность оценки ими обстановки при действиях в сложных условиях.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.Указанная цель достигается тем, что в устройство для обучения и контроля глубины знаний обучаемых, содержащее блок ввода ответов, блок кодирования, коммутатор ответов,.переключатель вопросов, преобразователи кода ответов, включающие формирователь кода ответов, блок сравнения, блок памяти, формирователи сигналов правильного и неправильного ответа, блок регистрации, переключатель режимов работы, формирователь импульсов блокировки повторного ввода ответов и формирователь импульсов сброса элементов ответа, причем выход блока ввода ответов подключен к входу блока кодирования, выход которого подключен к объединенным входам формирователя кода ответов и коммутатора ответов, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого присоединен к выходу формирователя кода,ответов, выход блока сравнения соединен с входом блока памяти, выход ко 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 торого подключен к соединенным входам формирователей сигналов правильного и неправильного ответов, выходы которых подключены к соответствующим входам блока регистрации оценки, выход переключателя вопросов подключен к второму входу формирователя кода ответов, выход переключателя режимов работы подсоединен к третьему входу блока сравнения, выход формирователя импульсов блокировки повторного ввода ответов подключен к соединенным между собой управляющему входу блока памяти и входу формирователя импульса сброса элементов ответа, выход которого подключен ко входу сброса блока памяти, введены генератор тактовых импульсов, триггер, первый и второй элементы И, элемент НЕ, первый и второй счетчики импульсов, переключатель и блок индикации, причем выход генератора тактовых импульсов подсоединен к информационному входу первого элемента И, выход которого подключен к обьединенным тактовым входам первого и второго счетчиков импульсов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам переключателя, выход которого подключен к входу блока индикации, вход установки триггера в единичное состояние подключен к выходу переключателя вопросов, вход сброса триггера подключен к выходу коммутатора ответов, прямой выход триггера подключен к первомууправляющему входу первого элемента И, инверсный выход триггера подключен к информационному входу второго элемента И, выход которого подключен к входу сброса второго счетчика импульсов, выход переполнения которого подключен к соединенным между собой управляющему входу переключателя и входу элемента НЕ, выход которого поф ключен к соединенным между собой второму управляющему входу первого элемента И и управляющему входу второго элемента И.Проведенный патентный поиск показал отсутствие устройств со сходными отличительными признаками, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "новизна".Введение указанных новых отличитель-ных признаков (новых элементов и связей) непосредственно обеспечивает достижение поставленной цели - расширение функциональных возможностей устройства посредством обеспечения достоверного контроля и дифференцированный оценки глубины знаний обучаемых при их подготовке к действиям в качестве операторов специальных технических систем в сложных условиях об 1789999становки (жестком лимите времени на принятие решения),Сущность предложенного технического решения заключается в том, что введение генератора тактовых импульсов, триггера, первого и второго элементов И, элемента НЕ, первого и второго счетчиков импульсов, переключателя и блока индикации позволяет оценивать каждого из обучаемых по каж-, дому из заданных вопросов при соблюдении установленного лимита времени при ответе на каждый из вопросов,Сущность изобретения поясняется чертекем.Устройство для обучения и контроля глубины знаний обучаемых, содержит блок 1 ввода ответов, блок 2 кодирования, коммутатор 3 ответов, переключатель 4 вопросов, преобразователи 14 кода ответов, включающие Формирователь 5 кода ответов, блок б сравнения, блок 7 памяти, формирователи сигналов правильного ответа 8, и неправильного ответа 9, блок 10 регистраций, переключатель 11 режимов работы, формирователь 12 импульсов блокировки повторного ввода отвеов, формирователь 13 импУльсов сброса элементов ответа, генератор 15 тактовых импульсов, триггер 16, первый 17 и второй 18 элементы И, элемен г НЕ 19, первый(20)и второй(21) счетчики им- пульсоУ, переключатель 22 и блок 23 индикации; причем выход блока 1 ввода ответов подключен ко входу блока 3 кодирования, выход которого подключен к обьединенным входам формирователя 5 кода ответов и коммутатора 3 ответов, выход которого подключен к первому входу блока 6 сравнения, второй вхоц которого присоединен к выходу формирователя 5 кода ответов, выход блока 6 сравнения соединен со входом блока 7 памяти, выхьд которого подключен к соединенным входам формирователей сигналов правильного 8 и неправильного 9 ответов, выходы которых подключены к соответствующим входам блока 10 регистрации оценки, выход переключателя 4 вопросов подключен ко второму входу формирователя 5 кода ответов, выход переключателя 11 режимов работы подсоединен к третьему входу блока б сравнения, выход формирователя 12 импульсов блокиРовки повторного ввода ответовподключен к соединенным между собой управляющему входу блока 7 памяти и входу Формирователя 13 импульса сброса элементов ответа, выход которого подключен к входу сброса блока 7 памяти, выход генератора 15 тактовых импульсов подсоединен к инФормационному входу первого 17 элемента И, выход которого подключен к обьединениым тактовым входам первого 20 и второго21 счетчиков, выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам переключателя 22, выход которого подключен к входу блока 235 индикации, вход установки триггера 16 в единичное состояние подключен к выходу переключателя 4 вопросов, вход сброса триггера 16 подключен к выходу коммутатора 3 ответов, прямой выходтриггера 16 нод 10 ключен к первому управляющему входу первого 17 элемента И, инверсный выход триггера 16 подключен к информационному входу второго 18 элемента И, выход которого подключен к входу сброса второго 21 счетчика, выход переполнения которого подключен к соединенным между собой управляющему входу переключателя 22 и входу элемента НЕ 19, выход которого подключен к соединенным между собой второму управляющему входу первого 17 элемента И и управляющему входу второго 18 элемента И.Устройство для обучения и контроля глубины знаний обучаемых работает следу 20 ющим образомОбучаемому предоставляется ряд вопросов, на каждый из которых имеется ряд неправильных ответов и правильный ответ, вводимые в устройство через блок 1 ввода 30 ответов. Код правильного ответа устанавливается при помощи блока 2 кодирования,формирующего прямые.и инверсные сигналы с весами 1, 2, 4, подаваемые на вход формирователя 5 кода ответов, Если, например, правильный ответ первый из ряда за 35 данных в программе, то включается первый вход формирователя 5 кода ответов, если третий ответ правильныйто включаются трех элементах И - НЕ (см, а.с, СССР Ь1072085, кл, 0 09 8 7/02, 1984).По окончанйи ответа на все вопросы попрограмме в устройстве автоматически выставляется общая оценка при помощи блока 10 регистрации, Устройство работает в режимах обучения и контроля, устанавливаепервый и второй входы, если пятый, то - 40 первый и четвертый входы и т.д. Используяпереключатель 4 вопросов, обучаемый последовательно отвечает на вопросы,. правильность решения которых определяется соответствующими преобразователями 14 45 кода ответов и индицируется лампочкамидвух цветов формирователей 8 правильного и 9 неправильного ответа, причем зеленым - правильный ответ, красным - неправильный.50 При переходе на решение следующеМвопроса результаты ответа на предыдущие сохраняются блоком 7 памяти, выполненным по схеме трехустойчивого триггера намых при помощи переключателя 11 режимов работы, соединенного с входами формирователя 5 кода ответов и блока 6сравнения. Для повышения объективности оценкизнаний обучаемого в устройстве имеется формирователь 12 импульсов блокировкиповторного ввода ответов, который в режиме контроля исключает воэможность повторного ввода ответое в случае сбросавведенных, например, ошибочных ответовпутем выключения питания или другимиспособами. В режиме обучения учащийся может проверить свои знания путем последовательного включения блока 1 ввода ответов и слеженая за индикацией формирователей 8 правильного и 9 неправильного ответов. При этом исходное состояние устанавливается при помощи кнопок формирователя 13 импульсов сброса элементов ответа. Контроль за соблюдением установленного лимита времени проводится по блоку 23 индикации.При контроле и оценке глубины знанийобучаемых в ходе их подготовки к выполнению обязанностей операторов специальныхтехнических систем в сложных условиях обстановки преподаватель задает лимит времени на принятие решения установкойкоэффициента деления счетчика 20 импульсов.Генератор 15 тактовых импульсов выдает последовательность импульсов с периодом следования, кратным шкале времени, например секундным меткам,Задавая номер очередного вопроса переключателем 4 вопросов, преподавательустанавливает импульсом с его выхода триггер 16 в единичное состояние, открывая высоким потенциалом с его прямого выхода(при наличии ьысокого потенциала на выходе элемента НЕ 21) элемент И 17 для прохождения импульсов с его выхода на тактовые входы счетчиков импульсов 19, 20.При выдаче обучаемым ответа импульс с выхода коммутатора 3 номеров ответовсбрасывает триггер 16 и запирает элементИ 17, запрещая прохождение через него импульсов на входы счетчиков 19, 20 импульсов, Передний фронт положительногопотенциала, формируемый при этом на инверсном выходе триггера 16 при наличии на управляющем входе элемента И 18 высокого потенциала с выхода элемента НЕ 21, поступает через элемент И 18 на вход сброса счетчика 20 импульсов и устанавливает его в исходное состояние.Число импульсов, поступившее на счетные входы счетчиков импульсов 19, 20, пропорционально длительности временного10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 интервала между постановкой вопроса и выдачей ответа, Если этот интервал меньше установленного лимита времени, то зто число импульсов записывается в первый и второй счетчики импульсов 19, 20. При.поступлении следующего вопроса счетчик 20 импульсов сбрасывается, а содержимое счетчика 19 импульсов сохраняется,Если обучаемый превысит установленный лимит времени, то потенциал перепол- нения с выхода счетчика 20 импульсов, поступая на вход элемента НЕ 21, формирует на его выходе низкий потенциал, запирающий элементы И 11, 18. Тем самым прекращается подача импульсов на тактовые входы. счетчиков 19, 20 и предотвращается сброс второго счетчика 20 при выдаче обучаемым ответа. В ходе ответа обучаемого на вопрос на блоке индикации высвечивается содержимое второго: счетчика 20 импульсов, что позволяет обучаемому самостоятельно контролировать текущий временной интервал и проверять его соответствие установленному лимиту времени.При превышении обучаемым установленного лимита времени потенциал переполнения. с выхода второго счетчика 20 импульсов поступает на управляющий вход переключателя, подключая вход блока 23 индикации к выходу первого счетчика 19 импульсов и обеспечивая тем самым индикацию суммарного времени реакции обуча, емого на все заданные до этого вопросы,При получении группой обучаемых равных оценок преподаватель со своего пульта устанавливает высокий потенциал на всех управляющих входах переключателей 22 пультов обучаемых, При этом происходит подключение входа блока 23 индикации к выходу первого счетчика 19 и обеспечивается контроль суммарного времени реакции каждого из обучаемых по всей совокупности заданных вопросов, что позволяет преподавателю после ряда аналогичных проверок отобрать из группы наиболее подготовленных обучаемых.Введение генератора 15 тактовых ймпульсое, триггера 16 первого элемента И 12 необходимо для преобразования длительности временных интервалов между постановкой преподавателем вопросов и выдачей обучаемым ответа в пропорциональное ей число импульсов.Введение первого счетчика 19 импульсов необходимо для подсчета числа импульсов пропорционального суммарному времени принятия решения по всем в заданным вопросам и преобразования его в код счетчика 19 импульсов.12 1789999 Введение второго счетчика 20 импульсов необходимо для контроля соответствиядлительности временного интервала междупостановкой вопроса и выдачей на него ответа установленному лимиту времени. 5Введение второго элемента И 18 и элемента НЕ 21 необходимо для управленияработой счетчиков 19, 20 импульсов припревышении обучаемым установленноголимита времени. 10Введение переключателя 22 и.блока 23индикации необходимо для контроля длительности интервала принятия решения какпо каждому из вопросов (при оценке соответствия его длительности установленному 15лимиту времени) так и по всей совокупностизаданных вопросов(при получении группойравных оценок).Генератор 15 тактовых импульсов выполнен на базе отечественной микросхемы 20176 ИЕ по известной схеме. Элементы И 17,18 выполйены на базе отечественной микросхемы 561 ЛА 8, причем д 3 ю полученияфункции И элементы Ч-И-Н Е соединеныпопарно, а лишние входы закорочены. 25Триггер 16 выполнен на базе отечественной микросхемы 176 ТМ 2Счетчик 19 импульсов выполнен на базеотечественной микросхемы 176 ИЕ 8, представляющей десятичный счетчик-делитель с 30де шифратором,Счетчик 20 выполнен на базе микросхемы 562 ИЕ 8.Переключатель 22 выполнен на базеотечественной микросхемы 176 ЛП 1 по схеме двунаправленного ключа,формула изобретения устройство для обучения и контроля глубийы знаний обучаемых по авт, св. В 107 ф 85, отл и ч а ю щ ее ся тем, что, с целью увеличения дидактических возможностей устройства внего введены генератортактовых импульсов, два элемента И, элемент НЕ, два счетчика, блок индикации и триггер, Й- и Я-входы которого соединены соответственно с выходами переключателя вопросов и блока ввода ответов, а прямой и инверсный восходы:"соединены с первыми входами первого и второго элементов И,Блок 23 индикации выполнен на базе типовых цифровых индикаторов ИН.Таким образом, предложенное техническое решение зэ счет введения генератора тактовых импульсов, триггера, первого и второго элементов И, элемента НЕ, первого и второго счетчиков импульсов, переключателя и блока индикации дает возможность не только контролировать знания обучаемых, но и производить оценку глубины знаний каждого из обучаемых при подготовке их к выполнению обязанностей операторов технических система в сложных условиях даже при получении группой обучаемых равных оценок.Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения обеспечивается возможностью оценки глубины знаний каждого из обучаемых даже при получений всейгруппой равных оценок, давая возможность отобрать наиболее подготовленных для выполнения обязанностей операторов, снижая тем самым вероятность ошибки операторов.Полезность предложенного устройства для обучения и контроля глубины знаний обучаемых заключается в том, что оно позволяет более качественно оценить уровень подготовки и глубину знаний обучаемых даже при получении группой равных оценок и отобрать наиболее подготовленных для работы в качестве операторов специальных технических систем, что может быть использовано при подготовке специалистов-операторов для широкого класса специальных технических систем. вторые входы которых соединены с выходом первого счетчика и первым информационным входом блока индикации, а второй и третий информационные входы которого подключены к выходу элемента НЕ и первому выходу второго счетчика, второй выход которого соединен с входом первого счетчи-, ка, установочный вход соединен с выходом второго элемента И, э счетный вход соединен с входом элемента НЕ и выходом первого элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора тактовыхимпульсов, .